Experiment: Bepaal de 1% diepte
Probleem:
Je wilt bepalen tot welke diepte er genoeg licht over is voor groei van algen, de primaire productie.
Daarom duik je naar beneden met een zogenaamde irradiantie meter die het inkomende zichtbare zonnelicht kan meten
tussen 400 en 700 nm. Omdat je geen zuurstoffles hebt, kan je het instrument alleen gebruiken tot een diepte van 2 meter.
Toch wil je de diepte bepalen waar nog 1% van de irradiantie aan het oppervlak over is (≅ de euphotische diepte).
Net onder het oppervlak meet je 100% irradiantie (W m-2), op 1 m diepte slechts 53% and op 2 m diepte is nog slechts 30% over.
Vraag: Maak een grafiek van het verloop van de irradiantie met de diepte op een lineaire
schaal (links) en met een logaritmische schaal (rechts).
Antwoord ↓ ↑
Irradiantie profiel met lineaire (links) and logaritmische schaal (rechts)
Irradiantie gemeten op een relatieve schaal (%) 100, 53, 30, 1 op diepte (meters) 0, -1, -2, -7.5
(we meten vanaf diepte nul aan het oppervlak).
Vraag: Hoe diep is de euphotische zone?
Antwoord ↓ ↑
Antwoord: 7.50 m
Kan je aangeven wat er fout is met het rechter figuur.
Op welke diepte verwacht je dat de irradiantie slechts 0.1 % van de oppervlak irradiantie bedraagt?
De wet van Lambert-Beer
Je hebt daarnet de wet van Lambert-Beer afgeleid, een vergelijking die de verzwakking van het licht uitrekent aan de hand van de
optische eigenschappen van het materiaal (in dit geval zeewater) waar het licht door gaat.
Hier is er wel van uitgegaan dat de verzwakking van zonlicht een exponentiële functie is van de diepte, voor elke diepte.
De wet van Lambert-Beer ↓ ↑
De wet van lambert-Beer beschrijft de exponentiële afname in irradiantie met diepte ten
gevolge van absorptie en verstrooiing in de waterkolom:
waarbij E(z) de irradiantie is op gegeven diepte z;
E(0) is de irradiantie aan het oppervlak;
KD is de verzwakking coëfficiënt;
en z is de diepte in (negatieve) meters.
Europese Richtlijnen ↓ ↑
De metingen door satellieten kunnen essentieel worden voor het vaststellen van de naleving van internationale afspraken
omdat deze metingen onafhankelijk en op een gelijke manier voor alle landen wordt uitgevoerd.
De Europese Commissie heeft bijvoorbeeld richtlijnen vastgesteld voor het handhaven van een goed milieu.
Voor de verplichte bemonstering van kustwateren zijn onder andere metingen van doorzicht, de kleur en de hoeveelheid slib noodzakelijk.
Instrumenten die de zeekleur meten zijn in staat om internationaal standaard metingen te verrichten voor een relatief lage prijs.
| Richtlijn |
Onderwerp |
Variabelen die worden gemeten |
| 76/160/EEC |
Kwaliteit van zwemwater |
Coli bacteriën, doorzicht, pH, Streptococcus |
| 79/923/EEC |
Waterkwaliteit voor kweek van schelpdieren |
onder ander zoutgehalte, zuurstof, pH, temperatuur, kleur,... |
| 91/271/EEC |
Afval water |
Biologische Zuurstof Vraag, sediment, totaal P en N-gehalte, |
Bron: IOCCG
Licht en leven: Nu heb je iets geleerd over het belang van zonlicht in water.
De parameters voor doorzicht en lichtverzwakking zijn geïntroduceerd, samen met kaarten van deze parameters
die zijn afgeleid van satelliet beelden.
De lichtverzwakking is sterk gekoppeld aan veiligheid, bijvoorbeeld de Europese Richtlijn voor goed zwemwater
bevat ook een eis voor de minimale helderheid.
Ook heb je geleerd dat de hoeveelheid licht bepalend is voor de groei van algen en waterplanten.
De belangrijkste oorzaken voor lichtverzwakking zijn geïntroduceerd; naast zuiver water zelf zijn dat
sediment in de kustnabije zone en algen in kustzeen en oceanen
